Nghiên cứu thử nghiệm chế tạo vật liệu quang xúc tác mùn cưa phủ nano titan dioxyt

TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHÊN CỨU THỬ NGHIỆM CHẾ TẠO VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC MÙN CƢA PHỦ NANO TITAN DIOXYT Giáo viên hƣớng dẫn : CN Đặng Hoàng Vƣơng TS Vũ Mạnh Tƣờng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Huệ Mã sinh viên: 1354030656 Đặt vấn đề Ơ nhiễm mơi trƣờng vấn đề cấp bách nhiều quốc gia giới nói chung Việt Nam nói riêng Ngăn chặn nhiễm môi trƣờng đƣợc thực nhiều giải pháp việc Nghiên cứu thử nghiệm chế tạo vật liệu quang xúc tác để làm vật liệu xử lý môi trƣờng hƣớng phổ biến mang lại hiệu cao Vật liệu mùn cƣa loại vật liệu có ý nghĩa cao xử lý môi trƣờng từ phế thải công nghiệp chế biến lâm sản công nghệ Nano Mục tiêu Tạo đƣợc vật liệu có khả quang xúc tác ứng dụng xử lý môi trƣờng từ phế thải công nghiệp sản xuất chế biến gỗ cơng nghệ nano Từ góp phần nâng cao hiệu cơng tác quản lí mơi trƣờng bảo vệ sức khỏe ngƣời dân Đối tƣợng phƣơng pháp thực a Đối tƣợng Đặc tính quang xúc tác mùn cƣa phủ TiO2 quy trình phủ vật liệu TiO2 lên mùn cƣa b Phƣơng pháp thực  Phƣơng pháp lý thuyết  Mơ hình thực nghiệm  Phân tích phịng thí nghiệm  So sánh đánh giá kết phân tích Kết đạt đƣợc a Vật liệu mùn cƣa nano Titan Dioxyt  Cấu trúc bề mặt tồn nguyên tố TiO2 mẫu mùn cƣa Ảnh phân tích cấu trúc hiển vi kính hiển vi điện tử quét FE-SEM (S4800) Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Quốc gia Nhận thấy bề mặt mùn cƣa, tế bào sợi gỗ bị phủ lớp TiO2 dày, lớp phủ đƣợc tạo nên hạt TiO2 hình cầu có kích thƣớc khoảng 500-800 nm (kích thƣớc chƣa đƣợc nhỏ nhƣ mong muốn, hạt nano có kích thƣớc nhỏ khả phát huy đặc tính vật liệu nano cao) Ngồi ra, phân bố hạt hình cầu khơng đồng  Cấu trúc pha tinh thể TiO2 bề mặt mùn cƣa VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau Mun cua phu T iO2 600 500 500 400 400 Lin (Cps) Lin (Cps) VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau Mun cua 600 300 300 200 200 100 100 0 10 20 30 40 50 60 70 10 20 30 40 50 60 2-T heta - Sc ale 2-T heta - Sc ale File: Hue-DHLN-Mun cua phu TiO2.raw - Type: 2Th/Th locked - S tart: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1.0 s - Temp.: 25.0 ° C (Room) - A node: Cu - Creation: 03/16/17 12:32:31 File: Hue-DHLN-Mun cua.raw - Type: 2Th/Th locked - S tart: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1.0 s - Temp.: 25.0 ° C (Room) - A node: Cu - Creation: 03/16/17 13:34:43 (b) (a) Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu đối chứng (a) mẫu xử lý (b) Viện Khoa học vật liệu, Đại học Tự nhiên Hà Nội Từ giản đồ XRD thấy, TiO2 tạo phƣơng pháp thí nghiệm thuộc dạng anatase b Đánh giá hiệu xử lý xanh metylen vật liệu quang xúc tác mùn cƣa nano TiO2  Ảnh hƣởng tia UV đến trình xử lý Xanh metylen Abs C (ppm) Hiệu suất (%) Dung dịch ban đầu 3.230 15.04 Khi chiếu đèn UV 3.215 14.97 0.465 3.229 15.03 0.067 Khi để ánh sáng tự nhiên Nhận thấy: Tia UV có ảnh hƣởng nhƣng việc làm phân hủy Xanh metylen dung dịch 70  Ảnh hƣởng yếu tố thời gian tới khả xử lý màu vật liệu mùn cƣa Thời gian (Phút) Mật độ quang (Abs) Cốc Cốc Nồng độ dung dịch (ppm) Cốc Cốc Hiệu suất xử lý (%) Cốc Cốc 2,051 2,051 9,56 9,56 0 30 1,625 1,728 7,58 8,06 20,71 15,69 60 1,113 1,223 5,2 5,714 45,61 40,23 90 0,718 0,652 3,367 3,062 64,78 67,97 120 0,291 0,156 1,386 0,758 85,50 92,07 150 0,122 0,083 0,6 0,419 93,72 95,62 180 0,135 0,073 0,661 0,373 93,09 96,10 Nhận thấy : Nồng độ Xanh metylen Cốc (Mùn cƣa thƣờng) Cốc (Mùn cƣa phủ Titan dixoit) có giảm rõ rệt sau 120 phút Đối với cốc 1, nồng độ Xanh Metylen giảm 85% Cốc giảm 92% Sau 130 phút hiệu suất xử lý tăng chậm thêm 5% Tuy nhiên, hiệu suất xử lý Nano Titan Dyoxit Mùn cƣa cao so với mùn cƣa thông thƣờng Đặc biệt, so sánh màu mùn cƣa phủ lớp Nano mùn cƣa khơng đƣợc phủ sau xử màu hai loại có khác biệt rõ ràng  Khả tái xử lý xanh metylen mùn cưa nano TiO2 Cốc Cốc (Mùn cƣa (Mùng cƣa phủ Nano TiO2- nguyên chất) Kí hiệu cốc “NN”) Nồng độ ban đầu 10 (ppm) Mật độ quang (Abs) 0,275 0,102 Nồng độ sau xử lý (ppm) 1,311 0,507 Nhận thấy qua lần tái xử lý, khả tái xử lý xanh metylen mùn cƣa nano TiO2 cao mùn cƣa thƣờng gấp nhiều lần MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH LỜI CẢM ƠN 10 ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Hiện trạng ô nhiễm môi trƣờng 1.2.Một số phƣơng pháp xử lý ô nhiễm môi trƣờng 1.3.Công nghệ vật liệu Nano 1.3.1 Tổng quan vật liệu Nano 1.3.2 Đặc điểm số hạt nano thƣờng dùng 1.3.3 Đặc điểm hạt nano TiO2 1.3.4 Cơ chế phản ứng quang xúc tác với TiO2 kích thƣớc nano mét 12 1.3.5 Các phƣơng pháp chế tạo vật liệu nano quang xúc tác 14 1.3.6 Đặc điểm vật liệu mùn cƣa 18 1.3.7 Ứng dụng vật liệu nano TiO2 18 1.3.8 Một số nghiên cứu công nghệ Nano 23 CHƢƠNG MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1.Mục tiêu nghiên cứu 25 2.1.1 Mục tiêu chung: 25 2.1.2 Mục tiêu cụ thể: 25 2.2.Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 25 2.3.Nội dung nghiên cứu 26 2.4.Phƣơng pháp nghiên cứu 26 2.4.1 Phƣơng pháp lý thuyết 26 2.4.2 Phƣơng pháp phủ nano Titan Dioxit lên mùn cƣa 26 2.4.3 Đánh giá khả xử lý số chất hữu vật liệu mùn cƣa nano TiO2 27 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Vật liệu mùn cƣa nano Titan Dioxyt 32 3.1.1 Cấu trúc bề mặt tồn nguyên tố TiO2 mẫu mùn cƣa 32 3.1.2 Cấu trúc pha tinh thể TiO2 bề mặt mùn cƣa 33 3.2 Đánh giá hiệu xử lý xanh metylen vật liệu quang xúc tác mùn cƣa nano TiO2 34 3.2.1.Phƣơng trình đƣờng chuẩn xanh metylen 34 3.2.2.Ảnh hƣởng tia UV đến trình xử lý Xanh metylen 35 3.2.3.Khảo sát ảnh hƣởng yếu tố thời gian tới khả xử lý màu vật liệu mùn cƣa 36 Kết luận 41 Hạn chế 41 Kiến nghị 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu SEM MB Tên gọi Kính hiển vi điện tử quét Xanh metylen TIP (Ti-OiPr) Titanium isopropoxide (Ti{OCH(CH3)2}4) XRD Nhiễu xạ tia X DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng1.1 Một số loại vật liệu nano lĩnh vực sử dụng [3], [4] Bảng 1.2 Thông số vật lý Anatase Rutile [29] 10 Hình 1.5 Quá trình ngƣng tụ 16 Bảng 3.1 Kết đo mật độ quang dung dịch xanh metylen 34 Bảng 3.2 Kết đo mật độ quang dung dịch xanh metylen ảnh hƣởng đèn UV 35 Bảng 3.3 Bảng kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến khả xử lý Xanh metylen 37 Bảng 3.4 Nồng độ xanh metylen cốc sau lần tái xử lý 39 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc rutile anatase 11 Hình 1.2 Cơ chế quang xúc tác TiO2 12 Hình 1.3 Quá trình phản ứng hạt nano TiO2 13 Hình 1.4 Quá trình thủy phân 15 Hình 1.6 Cấu tạo nồi hấp Autoclave: (1) ống thép, (2) ống teflon, (3) nắp, (4) lò xo nén nắp 17 Hình 1.7 Hình ảnh nồi hấp Autoclave 17 Hình 3.1 Bề mặt mẫu mùn cƣa đối chứng (phóng đại 1000X) 32 Hình 3.2.Bề mặt mẫu mùn cƣa xử lý 33 Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu đối chứng (a) mẫu xử lý (b) 34 Hình 3.4 Đƣờng chuẩn xanh metylen (y = 0.2153x – 0.0073) 35 Hình 3.5 Ảnh hƣởng đèn đến hiệu suất xử lý xanh metylel 36 Hình 3.6 So sánh hiệu xuất xử lý xanh metylen hai loại mùn cƣa 37 Hình 3.7 Màu sắc mùn cƣa sau xử lý Xanh metylen 38 Hình 3.8 Dung dịch ban đầu vừa cho mùn cƣa 39 Hình 3.9 Mẫu xử lý sau lần cho thêm Xanh metylen 39 Hình 3.16 So sánh khả xử lý xanh metylen mùn cƣa 40 LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS.Vũ Mạnh Tƣờng CN.Đặng Hoàng Vƣơng, ngƣời tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ em suốt trình làm luận văn nhƣ trình học tập, nghiên cứu trƣờng Từ tận đáy lịng em xin kính chúc hai thầy gia đình mạnh khoẻ đạt đƣợc nhiều thành cơng nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Quản lý tài nguyên rừng môi trƣờng, Các thầy cô giáo Viện công nghiệp gỗ hƣớng dẫn tạo điều kiện cho em đƣợc học tập hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn Ban giám đốc cán Trung tâm viện Thí nghiệm Phát triển cơng nghệ, Viện Cơng nghiệp gỗ, Trung tâm thực hành phân tích môi trƣờng - Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, tạo điều kiện giúp đỡ thực phép đo q trình thực khóa luận tốt nghiệp Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn lớp ngƣời thân em Hà Nội, ngày 16 tháng năm 2017 Sinh viên Nguyễn Thị Huệ 31 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Vật liệu mùn cƣa nano Titan Dioxyt 3.1.1 Cấu trúc bề mặt tồn nguyên tố TiO2 mẫu mùn cưa Sau phủ phƣơng pháp thủy nhiệt với tiền chất TIP, mẫu mùn cƣa không xử lý mẫu mùn cƣa xử lý đƣợc phân tích cấu trúc hiển vi kính hiển vi điện tử quét FE-SEM (S-4800) Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Quốc gia Kết ảnh chụp mẫu mùn cƣa không phủ mẫu mùn cƣa phủ TiO2 phƣơng pháp thuỷ nhiệt đƣợc thể nhƣ hình sau: Hình 3.1 Bề mặt mẫu mùn cƣa đối chứng (phóng đại 1000X) Từ hình 3.1 ta thấy, hình ảnh chụp với độ phóng đại 1000 lần, bề mặt mùn cƣa gỗ Tếch không xử lý TiO2 thể cấu trúc hiển vi gỗ Trong phạm vi kích thƣớc quan sát nhỏ, ruột tế bào sợi gỗ đƣợc quan sát rõ, bề mặt không tồn vật chất khác 32 b, Phóng đại 2000X a, Phóng đại 5000X Hình 3.2.Bề mặt mẫu mùn cƣa xử lý Từ hình 3.2 - hình ảnh chụp mẫu mùn cƣa sau phủ TiO2 ta thấy, với độ phóng đại ảnh 2000 lần, bề mặt mùn cƣa, tế bào sợi gỗ bị phủ lớp TiO2 dày, lớp phủ đƣợc tạo nên hạt TiO2 hình cầu có kích thƣớc khoảng 500-800 nm (kích thƣớc chƣa đƣợc nhỏ nhƣ mong muốn, hạt nano có kích thƣớc nhỏ khả phát huy đặc tính vật liệu nano cao) Ngồi ra, phân bố hạt hình cầu khơng đồng Nguyên nhân dẫn đến tƣợng việc lựa chọn thông số công nghệ xử lý (thời gian nhiệt độ) chƣa phù hợp gây Tuy nhiên, với mục tiêu thử nghiệm tạo đƣợc lớp phủ mùn cƣa phạm vi nghiên cứu khố luận kết đánh giá đƣợc mức độ thành công định, làm sở để lựa chọn công nghệ phù hợp để tạo lớp phủ có chất lƣợng hiệu tốt mùn cƣa 3.1.2 Cấu trúc pha tinh thể TiO2 bề mặt mùn cưa Cấu trúc pha vật liệu nano có ảnh hƣởng lớn đến tính chất Vì thí nghiệm tiến hành phân tích nhiễu xạ tia X để xác định cấu trúc pha TiO2 bề mặt gỗ Kết nhƣ hình sau: 33 VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau Mun cua phu T iO2 600 500 500 400 400 Lin (Cps) Lin (Cps) VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau Mun cua 600 300 300 200 200 100 100 0 10 20 30 40 50 60 10 70 20 30 40 50 60 2-T heta - Sc ale 2-T heta - Sc ale File: Hue-DHLN-Mun cua phu TiO2.raw - Type: 2Th/Th locked - S tart: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1.0 s - Temp.: 25.0 ° C (Room) - A node: Cu - Creation: 03/16/17 12:32:31 File: Hue-DHLN-Mun cua.raw - Type: 2Th/Th locked - S tart: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1.0 s - Temp.: 25.0 ° C (Room) - A node: Cu - Creation: 03/16/17 13:34:43 (b) (a) Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu đối chứng (a) mẫu xử lý (b) Từ giản đồ XRD thấy, TiO2 tạo phƣơng pháp thí nghiệm thuộc dạng anatase [13] 3.2 Đánh giá hiệu xử lý xanh metylen vật liệu quang xúc tác mùn cƣa nano TiO2 3.2.1.Phương trình đường chuẩn xanh metylen Bảng 3.1 Kết đo mật độ quang dung dịch xanh metylen Stt Nồng độ xanh metylen (mg/l) Abs 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 10 4,5 0,097 0,205 0,314 0,422 0,53 0,639 0,747 0,855 0,963 34 70 Đƣờng chuẩn xanh metylen Mật độ quang(Abs) 1,2 y = 0,2153x - 0,0073 R² = 0,9999 0,8 0,6 0,4 0,2 -0,2 Nồng độ xanh metylen(mg/l) Hình 3.4 Đƣờng chuẩn xanh metylen (y = 0.2153x – 0.0073) Nhận xét : Mật độ quang nồng độ dung dịch Xanh metylen có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, tăng hàm lƣợng MB dung dịch mật độ quang tăng theo, cụ thể nồng độ tăng 1mg/l mật độ quang tăng 0.208 R2 = 0.9999 phƣơng trình đƣờng chuẩn có độ xác cao 3.2.2.Ảnh hưởng tia UV đến trình xử lý Xanh metylen Trong chiếu tia UV liên tục vào cốc chứa dung dịch Xanh metylen với nồng độ ban đầu nhau, đề tài thu đƣợc kết sau: Bảng 3.2 Kết đo mật độ quang dung dịch xanh metylen ảnh hƣởng đèn UV Abs C (ppm) Hiệu suất (%) Dung dịch ban đầu 3.230 15.04 Khi chiếu đèn UV 3.215 14.97 0.465 3.229 15.03 0.067 Khi để ánh sáng tự nhiên 35 Hiệu suất (%) 0,5 0,4 0,3 Hiệu suất (%) 0,2 0,1 Khi chiếu đèn UV Khi để ngồi ánh sáng tự nhiên Hình 3.5 Ảnh hƣởng đèn đến hiệu suất xử lý xanh metylel Nhận xét: Qua biểu đồ ta thấy, tia UV có ảnh hƣởng nhƣng việc làm phân hủy Xanh metylen dung dịch Cơ chế tia UV ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý xanh metylen dung dịch có chứa chất bán dẫn, chất bán dẫn đƣợc chiếu sang UV, làm vùng hóa trị có lỗ trống mang điện tích dƣơng (h+VB) thiếu electron vùng dẫn có electron (e- CB) mang điện tích âm thừa electron nhận đƣợc từ vùng hóa trị Một phần electron lỗ trống bị tái kết hợp với nhau, phần khác phản ứng với phân tử oxy nƣớc tạo thành gốc có khả oxy hóa cao (nhƣ ●OH) Chính nhóm ●OH oxy hóa Xanh metylen dung dịch Tuy nhiên, so sánh bƣớc sóng cho thấy bƣớc sóng UV đèn 250 nm ổn định liên lục bƣớc sóng UV tự nhiên (280 nm - 380 nm) cao khơng đƣợc ổn định, bƣớc sóng ngắn lƣợng mang theo lớn tia UV đèn làm dung dịch Xanh metylen bị phân hủy nhiều so với ánh sáng tự nhiên [28] 3.2.3.Khảo sát ảnh hưởng yếu tố thời gian tới khả xử lý màu vật liệu mùn cưa Sau tiến hành thí nghiệm đề tài thu đƣợc kết sau: 36 Bảng 3.3 Bảng kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến khả xử lý Xanh metylen Mật độ quang (Abs) Cốc Cốc Thời gian (Phút) Nồng độ dung dịch (ppm) Cốc Cốc Hiệu suất xử lý (%) Cốc Cốc 2,051 9,56 9,56 0 30 1,625 1,728 7,58 8,06 20,71 15,69 60 1,113 1,223 5,2 5,714 45,61 40,23 90 0,718 0,652 3,367 3,062 64,78 67,97 120 0,291 0,156 1,386 0,758 85,50 92,07 150 0,122 0,083 0,6 0,419 93,72 95,62 180 0,135 0,073 0,661 0,373 93,09 96,10 % 2,051 100,00 Hiệu suất xử lý xanh metylen (%) 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 C mùn cưa thường 40,00 30,00 20,00 C mùn cưa nano TiO2 10,00 0,00 50 100 150 200 Thời gian (Phút) Hình 3.6 So sánh hiệu xuất xử lý xanh metylen hai loại mùn cƣa Nhận xét : Qua biểu đồ ta thấy , nồng độ Xanh metylen Cốc (Mùn cƣa thƣờng) Cốc (Mùn cƣa phủ Titan dixoit) có giảm rõ rệt sau 120 phút Đối với cốc 1, nồng độ Xanh Metylen giảm 85% Cốc giảm 92% Sau 130 phút hiệu suất xử lý tăng chậm thêm 5% Tuy nhiên, hiệu suất xử lý Nano Titan Dyoxit Mùn cƣa cao so với mùn cƣa thông thƣờng Đặc biệt, so sánh màu mùn cƣa phủ lớp Nano mùn cƣa 37 không đƣợc phủ sau xử lý (Hình 3.3), màu hai loại có khác biệt rõ ràng Mùn cƣa thƣờng đƣợc phủ bị phân tử Xanh metylen bám vào bề mặt gỗ nên bị nhuộm màu xanh đậm , mùn cƣa phủ Nano Titan Dyoxit đƣợc cung cấp lƣợng tia UV, đƣợc tăng tính oxy hóa lên cao, oxy hóa xanh metylen dung dịch phần bám mùn cƣa làm dung dịch bị màu, phần Xanh metylen bám mùn cƣa bị oxy hóa nên màu mùn cƣa phủ TiO2 có màu vàng nhạt Mẫu mùn cưa thường Mẫu mùn cưa phủ TiO2 Hình 3.7 Màu sắc mùn cƣa sau xử lý Xanh metylen 3.2.4.Khả tái xử lý xanh metylen mùn cưa nano TiO2 Sau thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng thời gian đến hiệu suất xử lý, kết cho thấy màu dung dịch nhạt hai cốc, nhiên kết đo cho thấy khả xử lý mùn cƣa phủ Nano Titan Dioxit so với mùn cƣa thƣờng chƣa thật rõ ràng sau tiếng Đề tài tiếp tục đánh giá tiếp khả xử lý việc cho thêm dung dịch Xanh Metylen vào cốc Kết thu đƣợc nhƣ sau: 38 Hình 3.8 Dung dịch ban đầu vừa cho mùn cƣa Hình 3.9 Mẫu xử lý sau lần cho thêm Xanh metylen Sau tiến hành thí nghiệm đề tài thu đƣợc kết sau: Bảng 3.4 Nồng độ xanh metylen cốc sau lần tái xử lý Cốc Cốc (Mùn cƣa (Mùng cƣa phủ Nano TiO2- nguyên chất) Kí hiệu cốc “NN”) Nồng độ ban đầu 10 (ppm) Mật độ quang (Abs) 0,275 0,102 Nồng độ sau xử lý (ppm) 1,311 0,507 39 Nồng độ (ppm) 1,4 1,2 0,8 Nồng độ (ppm) 0,6 0,4 0,2 Dung dịch ngâm với mẫu Dung dịch ngâm với mẫu mùn cƣa thƣờng mùn cƣa nano TiO2 (Kí hiệu cốc NN) Hình 3.16 So sánh khả xử lý xanh metylen mùn cƣa Nhận xét: Qua biểu đồ ta thấy,khả tái xử lý xanh metylen mùn cƣa nano TiO2 cao mùn cƣa thƣờng gấp nhiều lần Mùn cƣa thƣờng xử lý màu xanh metylen chủ yếu theo chế hấp phụ giữ lại mặt, khơng có khả phân hủy xanh metylen Khi phân tử xanh metylen bám đầy mặt lấp hết khe hở bề mặt mùn cƣa trình hấp phụ xanh thƣờng giảm dần theo thời gian tới mức giới hạn mùn cƣa khơng cịn khả xử lý màu xanh metylen Tuy nhiên, mùn cƣa phủ Nano TiO2 xử lý màu xanh metylen theo chế oxy hóa, đƣợc cung cấp lƣợng đèn UV, nhóm OH- liên tục đƣợc giải phóng để oxy hóa xanh metylen khả tái xử lý xanh metylen tiếp diễn liên tục cao nhiều so với mùn cƣa thông thƣờng 40 KẾT LUẬN, HẠN CHẾ, KIẾN NGHỊ Kết luận (1) Dùng phƣơng pháp thủy nhiệt với tiền chất TIP phủ đƣợc lớp TiO2 lên bề mặt mùn cƣa gỗ Tếch Hình dạng hạt TiO2 bề mặt hình cầu, tinh thể TiO2 tạo bề mặt mùn cƣa thuộc loại anatase (2) Tia có ảnh hƣởng đến khả oxy hóa vật liệu (3) Vật liệu mùn cƣa phủ Nano Titan Dyoxyt xử lý màu xanh metylen tăng theo thời gian, thời gian hiệu khoảng 120 phút với hiệu suất xử lý đạt 85% (4) Vật liệu mùn cƣa phủ Nano Titan Dyoxyt có khả tái xử lý Xanh metylen cao Hạn chế (1) Chuyên đề thực đƣợc với chế độ xử lý nên chƣa đánh giá đƣợc ảnh hƣởng nhân tố đến chất lƣợng bề mặt phủ dẫn đến bề mặt phủ thƣa (2) Quá trình kiểm tra tồn TiO2 bề mặt mùn cƣa tự xác định, phải mang gửi mẫu, lần thử nghiệm tạo hạt vật liệu mùn cƣa khơng đủ điều kiện kinh phí cao so với sinh viên (3) Thời gian nghiên cứu hạn chế khuôn khổ thời gian làm khóa luận nên chƣa xác định đƣợc loại mùn cƣa, nồng độ dung dịch sol, nhiệt độ tiến hành thủy nhiệt phù hợp để tổng hợp lên hạt mùn cƣa nano có lớp phủ tơt (4) Chƣa có đủ điều kiện bố trí thí nghiệm kiểm tra tính chất khả xử lý số chất hữu vật liệu Kiến nghị (1) Nghiên cứu mở rộng ảnh hƣởng của yếu tố loại mùn cƣa, nồng độ, nhiệt độ liên quan đến chất lƣợng mùn cƣa phủ TiO2 (2) Nhà trƣờng hỗ trợ kinh phí tạo điều kiện bố trí thí nghiệm kiểm tra tính chất khả xử lý số chất hữu vật liệu 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hoàng Thị Thúy Nga (2011) “Nghiên cứu số yếu tố cơng nghệ biến tính ván lạng gỗ Xoan đào (Prunus arborea Kalkm) hạt nano TiO2”, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội La Vũ Thùy Linh (2010), Công nghệ nano – cách mạng khoa học kỹ thuật kỷ 21, Tạp chí Khoa học ứng dụng, Số 12/ 2010, Tr 47-49 Phung Anh Tiến, Phùng Minh Lai (2004), Những bƣớc phát triển công nghệ nano Của số nƣớc, Tổng luận Khoa học Công nghệ, Hà Nội Nguyễn Thị Huệ, Báo cáo tổng hợp kết khoa học công nghệ đề tài “Nghiên cứu xử lý ô nhiễm khơng khí vật liệu sơn Nano TiO2/Apatit,TiO2/Al2O3 Và TiO2/Bông Thạch Anh, Bộ khoa học công nghệ, Viện khoa học công nghệ Việt Nam Nguyễn Thị Ngọc Anh, Nghiên cứu chế tạo xúc tác quang TiO2/UV ứng dụng vào việc xử lí nƣớc thải chứa hợp chất hữu khó phân hủy sinh học, khóa luận tốt nghiệp cử nhân Khoa học môi trƣờng, ĐHKH Tự nhiên, ĐHQG HN (2007) Phạm Văn Nho cộng sự, Pin mặt trời sở điện cực TiO2 nano xốp, Kỷ yếu Hội nghị Vật lý chất rắn toàn quốc (2003) Trần Thị Đức, Nguyễn Thị Huệ., Nghiên cứu chế tạo loại màng xúc tác quang hóa TiO2 để xử lý chất độc hại khơng khí nƣớc, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội, 11/2003 Viện y học ứng dụng Việt Nam Tiếng anh EPA report on consumer ozone air purifiers 10 Tran Thi Duc, Nguyen Trong Tinh, Nguyen Luong Lam, Vu Thi Minh Hanh and Tran Xuan Hoai Appication of the nanostructured TiO2 photocatalyst to create self-cleaning building materials”, The Ninth Asia Pacific Physics Conference, October (2004) 11 Tran Thi Duc, Nguyen Thi Mai Huong,Vu Thi Bich, Nguyen Dinh Dung, Nguyen Trong Tinh and Tran Xuan Hoai Enhanced effect of SiO2 addition in hydrophilicity of TiO2 photocatalytic nanostrucrure thin films, Proceedings of the 10th German-Vietnamese Seminar on Physics and Engineering, Bonn, 04 -09, June (2007) 12 World Health Organization report, Concise International Chemical Assessment Document 40 (FOCMALDEHIT), 2002 13 Tran V Chu, Pham V Chuong, and Vu M Tuong, Wettability of Wood Pressure-treated with TiO2 Gel under Hydrothermal Conditions 14 Ulrike Deibold, The surface science of TiO2, Surface Science report,Vol 48, 52-229 (2003) 15 Viện nghiên cứu Công nghệ Khoa học quốc gia Aichi, Nhật Bản (AIST), TiO2 application, Water pyramid/Story of Scent (2006) 16 D.F Ollis, H.Al.Ekabi, Photocatalytic purification and treatment of water and air, Proceeding of the 1st International Conference on TiO2,1993 17 Yu KP, Lee GW, Huang WM, Wu CC, Lou CL, Yang S, J Air Waste Manag Assoc 56(5): 666-74 (2006) 18 Viện nghiên cứu Công nghệ Khoa học quốc gia Aichi, Nhật Bản (AIST), TiO2 application, Water pyramid/Story of Scent (2006) 19 Carey and Oliver (1980),[20] Nemerow Dasgupta (1991) Wed 20 http://dvworld.northwestern.edu/ 21 http://planet.tvi.edu/ 22 http://vi.scribd.com/doc/133593652/Nano 23 https://www.slideshare.net 24 http://tapchimoitruong.vn 25 http://moitruong.com.vn 26 http://www.tinmoitruong.vn 27 https://vi.wikipedia.org 28 http://www.vnua.edu.vn/khoa/fita/wpcontent/uploads/2015/05/Buc_xa_ tu_ngoai_Final.pdf 29 http://doc.edu.vn/tai-lieu/luan-van-nghien-cuu-che-tao-khao-sattinh-chat-va-cau-truc-cua-vat-lieu-polyme-nanocompozit-tren-co-so-nhuanhiet-deo-51725/ PHỤ LỤC Hình 3.9 Mẫu xử lý lần Hình 3.10 Mẫu xử lý lần Hình 3.11 Mẫu xử lý lần Hình 3.12 Mẫu xử lý lần Hình 3.13 Mẫu xử lý lần Hình 3.14 Mẫu xử lý lần Hình ảnh lần tái xử lý Xanh metylen ... internet tìm hiểu sâu vật liệu nano để từ tạo điều kiện chế tạo thành công vật liệu mùn cƣa phủ nano Titan Đioxyt 2.4.2 Phương pháp phủ nano Titan Dioxit lên mùn cưa Chuẩn bị: Rây mùn cƣa qua lỗ rây... mẫu mùn cƣa phủ +Khả xử lý Xanh metylen 2.3 Nội dung nghiên cứu Xuất phát từ mục tiêu trên, đề tài tập trung nghiên cứu nội dung sau: - Tổng hợp chế tạo vật liệu quang xúc tác mùn cƣa phủ Nano Titan. .. phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu Khoá luận chọn đối tƣợng nghiên cứu gồm: - Đặc tính quang xúc tác mùn cƣa phủ TiO2 - Quy trình phủ vật liệu TiO2 lên mùn cƣa b) Phạm vi nghiên cứu - Nguyên